KR101176307B1 - Apparatus of multiplexing data transmission path for wireless sensor network - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치는, 마스터 장치와 슬레이브 장치와 제어모듈로 구성되며, 상기 제어모듈은 상기 마스터 장치 및 상기 슬레이브 장치가 제공하는 제어신호에 따라 상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치가 제공하는 데이터 중 어느 하나를 선택적으로 다음 시스템으로 전달하며, 상기 마스터 장치는 활성화된 상태에서 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공함과 아울러 상기 슬레이브 장치의 동작상태를 모니터링하고 상기 슬레이브 장치가 비정상 동작하는 경우에는 리셋 신호를 상기 슬레이브 장치로 제공하며, 상기 슬레이브 장치는 비활성화 상태에서 상기 마스터 장치의 동작상태를 모니터링하고, 상기 마스터 장치가 비정상 동작하는 경우에는 활성화 상태로 진입하여 리셋 신호를 상기 마스터 장치로 제공함과 아울러 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공하는 것을 특징으로 한다. The apparatus for path multiplexing of a wireless sensor network according to the present invention includes a master device, a slave device, and a control module, wherein the control module is configured to control the master device and the slave device according to control signals provided by the master device and the slave device. Selectively transmits any one of the data provided to the next system, and the master device provides a control signal to the control module to output its data in an activated state, and monitors an operation state of the slave device. In case of abnormal operation of the slave device, a reset signal is provided to the slave device. The slave device monitors an operation state of the master device in an inactive state, and enters an active state when the master device operates abnormally. reset In addition to providing a signal to the master device, characterized in that it provides a control signal to the control module to output its own data.
Description
본 발명은 무선 센서 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless sensor network, and more particularly, to an apparatus for path multiplexing of a wireless sensor network.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN)의 구성을 도시한 도 1을 참조하면, 센서 노드들의 집합으로 이루어진 센서 필드(100)와, 상기 센서 필드(100)에서 수집된 정보를 전송받는 싱크 노드(102)와, 상기 싱크 노드(102)로부터 전송된 정보를 라우팅하여 광대역 통신망을 통해 서버(106)로 전송하는 게이트웨이(104)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 illustrating a configuration of a wireless sensor network (WSN), a
상기한 바와 같이 구성되는 무선 센서 네트워크는 센서 필드(100)의 센서들로부터의 상향 데이터가 싱크 노드(102)와 게이트웨이(104)가 형성하는 단일 경로를 통해 서버(106)로 전송되고, 서버(106)로부터의 하향 데이터도 싱크 노드(102)와 게이트웨이(104)가 형성하는 단일 경로를 통해 센서 필드(100)의 센서들로 전송되었다.In the wireless sensor network configured as described above, upstream data from the sensors in the
이와 같이 다수의 센서로 구성되는 센서 필드(100)와 서버(106) 사이에 단일 경로만이 존재하므로, 싱크 노드(102) 또는 게이트웨이(104) 중 어느 하나가 비정상 동작함으로 인해서 무선 센서 네트워크의 전체가 무능화되는 문제가 있었다. Since there is only a single path between the
본 발명은 무선 센서 네트워크의 싱크 노드 및 게이트웨이에서의 경로를 다중화하여 싱크 노드 및 게이트웨이 중 어느 하나가 비정상 동작하더라도 무선 센서 네트워크의 통신이 정상적으로 이루어질 수 있게 하며, 무선 센서 네트워크의 특성에 따라 상향, 하향 데이터에 대해서는 이중화된 경로 중 선택된 경로를 통해 전달되게 하는 무선 센서 네트워크의 싱크 노드 및 게이트웨이의 다중화 방법 및 그에 따른 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention multiplexes the paths at the sink nodes and gateways of the wireless sensor network so that even if any one of the sink nodes and the gateway operates abnormally, communication of the wireless sensor network can be normally performed. It is an object of the present invention to provide a multiplexing method and apparatus according to a sync node and a gateway of a wireless sensor network that allow data to be transmitted through a selected path among redundant paths.
상기한 목적을 달성하기 위한 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치는, 마스터 장치와 슬레이브 장치와 제어모듈로 구성되며, 상기 제어모듈은 상기 마스터 장치 및 상기 슬레이브 장치가 제공하는 제어신호에 따라 상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치가 제공하는 데이터 중 어느 하나를 선택적으로 다음 시스템으로 전달하며, 상기 마스터 장치는 활성화된 상태에서 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공함과 아울러 상기 슬레이브 장치의 동작상태를 모니터링하고 상기 슬레이브 장치가 비정상 동작하는 경우에는 리셋 신호를 상기 슬레이브 장치로 제공하며, 상기 슬레이브 장치는 비활성화 상태에서 상기 마스터 장치의 동작상태를 모니터링하고, 상기 마스터 장치가 비정상 동작하는 경우에는 활성화 상태로 진입하여 리셋 신호를 상기 마스터 장치로 제공함과 아울러 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a path multiplexing device of a wireless sensor network includes a master device, a slave device, and a control module, wherein the control module is connected to the master device according to control signals provided by the master device and the slave device. Selectively transmits any one of the data provided by the slave device to the next system, and the master device provides a control signal for outputting its own data in an activated state to the control module and the operating state of the slave device If the slave device operates abnormally and provides a reset signal to the slave device, the slave device monitors an operation state of the master device in an inactive state, and activates the master device when it operates abnormally. Rosin And providing a reset signal to the master device as well as providing a control signal for outputting its own data to the control module.
상기한 본 발명은 무선 센서 네트워크의 싱크 노드 및 게이트웨이 중 어느 하나가 비정상 동작하더라도 무선 센서 네트워크의 통신이 정상적으로 이루어질 수 있게 하는 효과를 야기한다. According to the present invention, even if any one of the sink node and the gateway of the wireless sensor network operates abnormally, the wireless sensor network can communicate normally.
도 1은 종래 기술에 따른 무선 센서 네트워크의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경로 다중화 장치의 구성도.
도 4는 도 3의 제어모듈의 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어신호를 도시한 기능표.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스터 장치의 처리 흐름도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬레이브 장치의 처리 흐름도. 1 is a block diagram of a wireless sensor network according to the prior art.
2 is a block diagram of a wireless sensor network according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a path multiplexing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a detailed configuration diagram of the control module of FIG.
5 is a functional table showing a control signal according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a process flow diagram of a master device according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a process flow diagram of a slave device according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 무선 센서 네트워크의 싱크 노드 및 게이트웨이의 경로를 이중화하여, 싱크 노드 및 게이트웨이 중 어느 하나가 비정상 동작하더라도 무선 센서 네트워크의 통신이 정상적으로 이루어질 수 있게 한다. The present invention duplicates the paths of the sink node and the gateway of the wireless sensor network, so that even if any one of the sink node and the gateway operates abnormally, communication of the wireless sensor network can be normally performed.
<무선 센서 네트워크의 구성도><Configuration diagram of wireless sensor network>
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다. The configuration of the wireless sensor network according to the preferred embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG.
상기 무선 센서 네트워크는 센서 노드들의 집합으로 이루어진 센서필드(200)와, 상기 센서필드(200)로부터의 상향 데이터를 수신받아 싱크노드용 제어모듈(206)로 전송함과 아울러, 상기 게이트웨이용 제어모듈(208)로부터 하향 데이터를 수신받아 상기 센서필드(200)의 센서노드들로 전송하는 마스터 싱크노드(202) 및 슬레이브 싱크노드(204)와, 상기 마스터 싱크노드(202) 및 상기 슬레이브 싱크노드(204)로부터 제어신호 및 상향 데이터를 수신받아, 마스터 싱크노드(202) 및 슬레이브 싱크노드(204) 중 어느 하나로부터의 상향 데이터를 선택적으로 마스터 게이트웨이(210)와 슬레이브 게이트웨이(212)로 전송하는 싱크노드용 제어모듈(206)과, 상기 싱크노드용 제어모듈(206)로부터의 상향 데이터를 수신받아 서버(214)로 전송함과 아울러, 서버(214)로부터 하향 데이터를 수신받아 게이트웨이용 제어모듈(208)로 전송하는 마스터 게이트웨이(210) 및 슬레이브 게이트웨이(212)와, 상기 마스터 게이트웨이(210) 및 상기 슬레이브 게이트웨이(212)로부터 제어신호 및 하향 데이터를 수신받아 어느 하나로부터의 하향 데이터를 마스터 싱크노드(202) 및 슬레이브 싱크노드(204)로 전송하는 게이트웨이용 제어모듈(208)로 구성된다. The wireless sensor network receives a
<이중화 장치의 구성도><Configuration diagram of the redundancy device>
상기 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경로 이중화 장치의 구성을 도 3을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.The configuration of the path redundancy apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.
<게이트웨이를 위한 경로 이중화 장치> <Path redundancy device for gateway>
본 발명에 따른 게이트웨이를 위한 경로 이중화 장치는 마스터 게이트웨이(210)와 슬레이브 게이트웨이(212)와 게이트웨이용 제어모듈(208)로 구성된다. The route redundancy device for a gateway according to the present invention includes a
상향 데이터는 마스터 게이트웨이(210)와 슬레이브 게이트웨이(212)로 각각 입력되어 마스터 게이트웨이(210) 및 슬레이브 게이트웨이(212) 중 활성상태인 게이트웨이에 의해 다음 시스템인 서버로 전달된다. The upstream data is input to the
그리고 하향 데이터는 게이트웨이용 제어모듈이 마스터 게이트웨이(210)와 슬레이브 게이트웨이(212) 중 활성상태인 게이트웨이로부터의 하향 데이터를 선택적으로 출력하여 다음 시스템인 싱크노드로 전달한다. The downlink data is selectively outputted by the gateway control module from the active gateway among the
상기 마스터 게이트웨이(210)는 정상 동작시에는 제1액티브 신호를 주기적으로 슬레이브 게이트웨이(212)로 제공하여 자신이 정상 동작 상태임을 알리고, 슬레이브 게이트웨이(212)로부터의 제2액티브 신호를 모니터링하여 슬레이브 게이트웨이(212)의 정상 동작 상태를 확인하고, 상기 슬레이브 게이트웨이(212)가 정상 동작하지 않는 경우에는 제2리셋신호를 슬레이브 게이트웨이(212)에 제공하여 슬레이브 게이트웨이(212)를 리셋한다. In the normal operation, the
또한 상기 마스터 게이트웨이(210)는 정상 동작시에는 슬레이브 게이트웨이(212)의 동작 상태에 따라 선택적으로 활성화되어 자신이 수신한 상하향 데이터를 출력한다. 특히 상기 마스터 게이트웨이(210)는 자신의 상태에 따라 자신의 하향 데이터를 선택 출력하도록 하는 제어신호(K,/CLR)와 하향 데이터를 게이트웨이용 제어모듈(208)에 제공한다. In addition, the
그리고 상기 마스터 게이트웨이(210)는 슬레이브 게이트웨이(212)가 제공하는 제1리셋 신호에 따라 리셋한다. The
그리고 상기 슬레이브 게이트웨이(212)는 정상 동작시에는 제2액티브 신호를 주기적으로 마스터 게이트웨이(210)로 제공하여 자신이 정상 동작 상태임을 알리고, 마스터 게이트웨이(210)로부터의 제1액티브 신호를 모니터링하여 마스터 게이트웨이(210)의 정상 동작 상태를 확인하고, 상기 마스터 게이트웨이(210)가 정상 동작하지 않을 때에는 제1리셋 신호를 제공하여 마스터 게이트웨이(210)를 리셋한다. In addition, the
또한 상기 슬레이브 게이트웨이(212)는 정상 동작시에는 마스터 게이트웨이(210)의 동작 상태에 따라 선택적으로 활성화되어 자신이 수신한 상하향 데이터를 출력한다. 특히 상기 슬레이브 게이트웨이(212)는 자신의 상태에 따라 자신이 수신한 하향 데이터를 선택 출력하도록 하는 제어신호(J,/PRE)와 하향 데이터를 게이트웨이용 제어모듈(208)에 제공한다. In addition, the
그리고 상기 슬레이브 게이트웨이(212)는 마스터 게이트웨이(210)가 제공하는 제2리셋 신호에 따라 리셋한다. The
<싱크노드를 위한 경로 이중화 장치> <Path redundancy device for sink node>
본 발명에 따른 싱크노드를 위한 경로 이중화 장치는 마스터 싱크노드(202)와 슬레이브 싱크노드(204)와 싱크노드용 제어모듈(206)로 구성된다. The path redundancy device for the sink node according to the present invention includes a
하향 데이터는 마스터 싱크노드(202)와 슬레이브 싱크노드(204)로 각각 입력되어 마스터 싱크노드(202)와 슬레이브 싱크노드(204) 중 활성상태인 싱크노드에 의해 다음 시스템인 센서 필드(200)의 센서 노드들로 전달된다. The downlink data is input to the
그리고 상향 데이터는 상기 마스터 싱크노드(202)와 상기 슬레이브 싱크노드(204)로 각각 입력되어 싱크노드용 제어모듈(206)로 제공되며, 상기 싱크노드용 제어모듈(206)은 상기 마스터 싱크노드(202)와 상기 슬레이브 싱크노드(204) 중 활성상태인 싱크노드에 의해 다음 시스템인 마스터 및 슬레이브 게이트웨이(210,212)로 전송한다.The uplink data is input to the
상기 마스터 싱크노드(202)는 정상 동작시에는 제1액티브 신호를 주기적으로 슬레이브 싱크노드(204)로 제공하여 자신이 정상 동작 상태임을 알리고, 슬레이브 싱크노드(204)로부터의 제2액티브 신호를 모니터링하여 슬레이브 싱크노드(204)의 정상 동작 상태를 확인하고, 상기 슬레이브 싱크노드(204)가 정상 동작하지 않는 경우에는 제2리셋신호를 슬레이브 싱크노드(204)에 제공하여 슬레이브 싱크노드(204)를 리셋한다. In the normal operation, the
또한 상기 마스터 싱크노드(202)는 정상 동작시에는 슬레이브 싱크노드(204)의 동작 상태에 따라 선택적으로 활성화되어 자신이 수신한 상하향 데이터를 출력한다. 특히 상기 마스터 싱크노드(202)는 자신의 상태에 따라 자신의 상향 데이터를 선택 출력하도록 하는 제어신호(K,/CLR)와 상향 데이터를 싱크노드용 제어모듈(206)에 제공한다. In addition, the
그리고 상기 마스터 싱크노드(202)는 슬레이브 싱크노드(204)가 제공하는 제1리셋 신호에 따라 리셋한다. The
그리고 상기 슬레이브 싱크노드(204)는 정상 동작시에는 제2액티브 신호를 주기적으로 마스터 싱크노드(202)로 제공하여 자신이 정상 동작 상태임을 알리고, 마스터 싱크노드(202)로부터의 제1액티브 신호를 모니터링하여 마스터 싱크노드(202)의 정상 동작 상태를 확인하고, 상기 마스터 싱크노드(202)가 정상 동작하지 않을 때에는 제1리셋 신호를 제공하여 마스터 싱크노드(202)를 리셋한다.In the normal operation, the
또한 상기 슬레이브 싱크노드(204)는 정상 동작시에는 마스터 싱크노드(202)의 동작 상태에 따라 선택적으로 활성화되어 자신이 수신한 상하향 데이터를 출력한다. 특히 상기 슬레이브 싱크노드(204)는 자신의 상태에 따라 자신이 수신한 상향 데이터를 선택 출력하도록 하는 제어신호(J,/PRE)와 상향 데이터를 싱크노드용 제어모듈(206)에 제공한다. In addition, the
그리고 상기 슬레이브 싱크노드(204)는 마스터 싱크노드(202)가 제공하는 제2리셋 신호에 따라 리셋한다. The
<제어모듈의 구성도><Configuration of Control Module>
상기 게이트웨이용 제어모듈(208) 및 상기 싱크노드용 제어모듈(206)의 구성 및 동작은 동일하므로, 싱크노드용 제어모듈의 구성 및 동작만을 상세히 설명한다.Since the configuration and operation of the
본 발명에 따른 제어모듈의 구성을 도시한 도 4를 참조하면, 상기 제어모듈은 오실레이터(400)와 JK 플립플롭(402)과 먹스(404)로 구성된다. 상기 오실레이터(400)는 JK 플립플롭(402)의 구동 클럭을 제공한다. 상기 JK 플립플롭(402)은 /CLR과 K 단자로 마스터 장치(300)로부터의 제어신호를 제공받고, /PRE과 J단자로 슬레이브 장치(302)로부터의 제어신호를 제공받아 출력 Q를 먹스(404)의 선택신호로서 출력한다. 상기 먹스(404)는 상기 JK 플립플롭(402)이 출력하는 선택신호에 따라 마스터 장치 또는 슬레이브 장치로부터의 데이터를 선택적으로 출력한다. 즉 게이트웨이용 제어모듈(208)의 경우에는 먹스가 마스터 게이트웨이(210) 및 슬레이브 게이트웨이(212)가 제공하는 하향 데이터 중 하나를 선택적으로 출력하고, 싱크노드용 제어모듈(206)의 경우에는 먹스가 마스터 싱크노드(202) 및 슬레이브 싱크노드(204)가 제공하는 상향 데이터 중 하나를 선택적으로 출력한다. Referring to Figure 4 showing the configuration of the control module according to the present invention, the control module is composed of an
<제어모듈의 제어신호 및 출력상태><Control signal and output status of control module>
상기한 바와 같이 구성되는 제어모듈의 동작을 도 5를 참조하여 제어신호별 먹스(404)의 출력상태를 설명한다. The output state of the
먼저, 제1동작상태는 마스터 장치와 슬레이브 장치가 정상 동작하는 상태에서 마스터 장치가 활성화되고 슬레이브 장치는 비활성화된 상태이다. 이 경우 마스터 장치는 K 단자로 H 신호, /CLR 단자로 H 신호를 제공하고 슬레이브 장치는 J 단자로 L 신호, /PRE 단자로 H 신호를 제공하여, JK 플립플롭(402)이 선택신호 L을 출력하게 한다. 이 경우 먹스(404)는 마스터 장치로부터의 데이터를 선택하여 출력한다. First, in the first operation state, the master device is activated and the slave device is deactivated while the master device and the slave device are normally operated. In this case, the master device provides the H signal to the K terminal, the H signal to the / CLR terminal, and the slave device provides the L signal to the J terminal and the H signal to the / PRE terminal, so that the JK flip-
그리고 제2동작상태는 활성화되었던 마스터 장치가 비정상 동작함에 따라, 정상 동작 상태에서 비활성화되었던 슬레이브 장치가 활성화되는 상태이다. 이 경우 마스터 장치는 K 단자로 X 신호, /CLR 단자로 X 신호를 제공하고 슬레이브 장치는 J 단자로 H 신호, /PRE 단자로 L 신호를 제공하여, JK 플립플롭(402)이 선택신호 H를 출력하게 한다. 이 경우 먹스(404)는 슬레이브 장치로부터의 데이터를 선택하여 출력한다. The second operation state is a state in which a slave device that has been deactivated in a normal operation state is activated as the activated master device abnormally operates. In this case, the master device provides the X signal to the K terminal, the X signal to the / CLR terminal, and the slave device the H signal to the J terminal and the L signal to the / PRE terminal, so that the JK flip-
그리고 제3동작상태는 비정상 상태에 있던 마스터 장치가 슬레이브 장치에 의한 제1리셋 신호에 따라 리셋하여 정상동작하게 되었으나 비활성 상태로 천이한 상태에서, 슬레이브 장치의 활성화 상태가 그대로 유지되는 상태이다. 이 경우 마스터 장치는 K 단자로 L 신호, /CLR 단자로 H 신호를 제공하고 슬레이브 장치는 J 단자로 H 신호, /PRE 단자로 H 신호를 제공하여, JK 플립플롭(402)이 선택신호 H를 출력하게 한다. 이 경우 먹스(404)는 슬레이브 장치로부터의 데이터를 선택하여 출력한다. The third operation state is a state in which the master device in an abnormal state resets according to the first reset signal by the slave device to operate normally, but in a state in which the slave device transitions to an inactive state, the activation state of the slave device is maintained as it is. In this case, the master device provides the L signal to the K terminal, the H signal to the / CLR terminal, and the slave device provides the H signal to the J terminal and the H signal to the / PRE terminal, so that the JK flip-
그리고 제4동작상태는 활성화되었던 슬레이브 장치가 비정상 동작함에 따라 정상 동작 상태이기는 하나 비활성화 상태였던 마스터 장치가 활성화 상태가 되는 상태이다. 이 경우 마스터 장치는 K 단자로 H 신호, /CLR 단자로 L 신호를 제공하고 슬레이브 장치는 J 단자로 X 신호, /PRE 단자로 X 신호를 제공하여, JK 플립플롭(402)이 선택신호 L을 출력하게 한다. 이 경우 먹스(404)는 마스터 장치로부터의 데이터를 선택하여 출력한다. In addition, the fourth operation state is a state in which the master device, which is in an inactive state but in an inactive state, becomes an active state as the slave device that was activated abnormally operates. In this case, the master device provides the H signal to the K terminal, the L signal to the / CLR terminal, and the slave device provides the X signal to the J terminal and the X signal to the / PRE terminal, so that the JK flip-
상기한 바와 같이 제어모듈은 마스터 장치와 슬레이브 장치가 제공하는 제어신호에 따라 마스터 장치 또는 슬레이브 장치로부터의 데이터를 선택적으로 출력한다. As described above, the control module selectively outputs data from the master device or the slave device according to control signals provided by the master device and the slave device.
이제 마스터 장치와 슬레이브 장치가 동작 상태에 따라 상이한 제어 신호를 제공하는 과정을 상세히 설명한다. 여기서 마스터 장치는 마스터 싱크노드 또는 마스터 게이트웨이이고, 슬레이브 장치는 슬레이브 싱크노드 또는 슬레이브 게이트웨이를 일컫는다.The process of providing different control signals according to the operation state of the master device and the slave device will now be described in detail. In this case, the master device is a master sink node or a master gateway, and the slave device refers to a slave sink node or a slave gateway.
<마스터 장치의 동작><Operation of the Master Device>
먼저 마스터 장치의 동작 과정을 도 6을 참조하여 설명한다. First, an operation process of the master device will be described with reference to FIG. 6.
상기 마스터 장치는 초기화가 이루어진 후에(500단계), 활성화 상태로 진입하여 마스터 장치의 데이터가 선택 출력되도록 제어신호(K 단자 : H, /CLR 단자 : H)를 출력한다(502단계). 이 경우 슬레이브 장치도 초기화되어 마스터 장치의 데이터가 선택 출력되도록 제어신호(J 단자 : L, /PRE 단자 : H)를 출력한다. After the initialization is performed (step 500), the master device enters the active state and outputs a control signal (K terminal: H, / CLR terminal: H) to selectively output data of the master device (step 502). In this case, the slave device is also initialized and outputs a control signal (J terminal: L, / PRE terminal: H) to selectively output the data of the master device.
이 상태에서 마스터 장치는 자신이 정상 동작하는지를 체크하고(504단계), 자신이 정상 동작하는 경우에는 미리 정해둔 주기마다 제1액티브 신호를 출력하면서 슬레이브 장치가 정상 동작하는지를 확인하기 위하여 제2액티브 신호 수신상태를 모니터링한다(506단계).In this state, the master device checks whether the master device operates normally (step 504), and if the master device operates normally, outputs the first active signal at predetermined intervals and checks whether the slave device operates normally. The reception state is monitored (step 506).
상기 제2액티브 신호가 정상 수신되지 않으면(508단계), 상기 마스터 장치는 슬레이브 장치로 제2리셋 신호를 전송함과 아울러 마스터 장치의 데이터가 출력되도록 제어신호(K 단자 : H, /CLR 단자 : L)를 출력한다(510단계). If the second active signal is not normally received (step 508), the master device transmits a second reset signal to the slave device and outputs data of the master device to a control signal (K terminal: H, / CLR terminal: L) is output (step 510).
상기한 바와 다르게 상기 마스터 장치가 정상 동작하지 않는 경우에는 제1액티브 신호를 출력할 수가 없게 되며(512단계), 이 경우에는 상기 제1액티브 신호를 모니터링하는 슬레이브 장치에 의해 마스터 장치의 비정상 동작이 감지되어 제1리셋 신호가 마스터 장치로 제공된다. Unlike the above, when the master device does not operate normally, the first active signal cannot be output (step 512). In this case, the slave device monitoring the first active signal causes abnormal operation of the master device. The detected first reset signal is provided to the master device.
상기 제1리셋 신호가 수신되면 마스터 장치는 리셋을 이행하고, 리셋에 의해 정상 동작이 이행되면, 비활성화 상태로 진입하여 미리 정해둔 주기마다 제1액티브 신호를 출력함과 아울러 슬레이브 장치의 데이터가 출력되도록 제어신호(K 단자 : L, /CLR 단자 : H)를 변경하고, 슬레이브 장치의 제2액티브 신호의 수신 상태를 모니터링한다(522단계). When the first reset signal is received, the master device performs a reset. When the normal operation is performed by the reset, the master device enters an inactive state and outputs a first active signal at predetermined intervals, and outputs data of a slave device. The control signal (K terminal: L, / CLR terminal: H) is changed so as to monitor the reception state of the second active signal of the slave device (step 522).
상기 제2액티브 신호가 정상 수신되지 않으면, 상기 마스터 장치는 활성화 상태로 진입하여 마스터 장치의 데이터가 출력되도록 제어신호(K 단자 : H, /CLR 단자 : L)를 변경함과 아울러 슬레이브 장치로 제2리셋 신호를 전송한다(526단계).If the second active signal is not normally received, the master device enters an activation state and changes the control signal (K terminal: H, / CLR terminal: L) to output data of the master device and sends the slave device to the slave device. 2 Reset signal is transmitted (step 526).
상기 제2리셋 신호의 전송후에 상기 마스터 장치는 제2액티브 신호의 수신 상태를 체크한다(528단계). 상기 제2액티브 신호의 수신상태가 정상적이라면, 마스터 장치는 슬레이브 장치가 정상동작하는 것으로 판단하고, 리셋되어 비활성 상태에 있는 슬레이브 장치의 제어신호(J 단자 : L, /PRE 단자 : H)에 따라서, 마스터 장치의 데이터가 출력될 수 있도록 하기 위해 제어모듈에 대한 제어신호(K 단자 : H, /CLR 단자 : H)를 변경한다(530단계). After the transmission of the second reset signal, the master device checks the reception state of the second active signal (step 528). If the reception state of the second active signal is normal, the master device determines that the slave device is in normal operation, and according to the control signal (J terminal: L, / PRE terminal: H) of the slave device which is reset and in an inactive state. In order to output data of the master device, the control signal for the control module (K terminal: H, / CLR terminal: H) is changed (step 530).
<슬레이브 장치의 동작><Operation of Slave Devices>
이제 슬레이브 장치의 동작과정을 도 7을 참조하여 설명한다. The operation of the slave device will now be described with reference to FIG. 7.
상기 슬레이브 장치는 초기화가 이루어진 후에(600단계), 비활성화 상태로 진입하여 마스터 장치의 데이터가 출력되도록 제어신호(J 단자 : L, /PRE : H)를 출력한다(602단계). 이 경우에 상기 마스터 장치도 초기화가 이루어진 후에, 마스터 장치의 데이터가 선택 출력되도록 제어신호(K 단자 : H, /CLR 단자 : H)를 출력한다.After the initialization of the slave device (step 600), the slave device enters an inactive state and outputs a control signal (J terminal: L, / PRE: H) to output data of the master device (step 602). In this case, the master device also outputs a control signal (K terminal: H, / CLR terminal: H) so that the data of the master device is selectively output after initialization.
이후 슬레이브 장치는 자신이 정상 동작하는지를 체크하고(604단계), 정상 동작하면 미리 정해둔 주기마다 제2액티브 신호를 출력하면서, 마스터 장치의 제1액티브 신호를 모니터링한다(616단계). Thereafter, the slave device checks whether it is operating normally (step 604), and if it is normally operated, monitors the first active signal of the master device (step 616) while outputting a second active signal every predetermined period.
이와 달리 슬레이브 장치가 정상 동작하지 않는 경우에는 제2액티브 신호를 출력하지 못하게 되며(606단계), 이 경우에는 상기 제2액티브 신호를 모니터링하는 마스터 장치에 의해 비정상 동작이 감지되어 제2리셋 신호가 슬레이브 장치로 제공된다. In contrast, when the slave device does not operate normally, the second active signal cannot be output (step 606). In this case, the master device monitoring the second active signal detects abnormal operation and thus the second reset signal is output. It is provided as a slave device.
상기 제2리셋 신호가 수신되면(608단계) 슬레이브 장치는 리셋을 이행하고(610단계), 리셋에 의해 정상 동작이 이행되면(612단계), 비활성화되어 미리 정해둔 주기마다 제2액티브 신호를 출력함과 아울러 마스터 장치의 데이터가 출력되도록 제어신호(J 단자 : L, /PRE : H)를 변경하고, 마스터 장치의 제1액티브 신호의 수신상태를 토대로 마스터 장치의 동작 상태를 모니터링한다(602,604,616단계). When the second reset signal is received (step 608), the slave device performs a reset (step 610). When the normal operation is performed by the reset (step 612), the slave device deactivates and outputs the second active signal at a predetermined cycle. In addition, the control signal (J terminal: L, / PRE: H) is changed to output data of the master device, and the operation state of the master device is monitored based on the reception state of the first active signal of the master device (steps 602, 604, and 616). ).
상기 슬레이브 장치는, 미리 정해둔 주기마다 제2액티브 신호를 출력하면서 제1액티브 신호의 수신상태를 모니터링하는 중에(616단계), 상기 제1액티브 신호가 정상 수신되지 않으면 마스터 장치가 비정상 동작하는 것으로 판단하여(618단계), 활성화 상태로 진입하여 자신의 데이터가 출력되도록 제어신호(J 단자 : H, /PRE : L)를 변경하고, 제1리셋 신호를 마스터 장치로 전송함과 아울러, 마스터 장치의 제1액티브 신호가 정상 수신되는지를 모니터링한다(620,622단계). The slave device outputs a second active signal every predetermined period while monitoring the reception state of the first active signal (step 616). If the first active signal is not normally received, the master device is abnormally operated. In operation 618, the controller enters the active state and changes the control signal (J terminal: H, / PRE: L) to output its own data, and transmits the first reset signal to the master device. It is monitored whether the first active signal of is normally received (steps 620 and 622).
상기 제1리셋 신호를 전송한 후에 상기 슬레이브 장치는 제1액티브 신호가 정상 수신되면, 슬레이브 장치는 마스터 장치가 정상동작하는 것으로 판단하며, 이후 슬레이브 장치가 비정상 상태가 되는 경우에 마스터 장치에 의해 슬레이브 장치가 리셋됨과 동시에 마스터 장치의 데이터가 출력될 수 있도록 하기 위해 제어모듈에 대한 제어신호(J 단자 : H, /PRE 단자 : H)를 변경한다(626단계).After the first reset signal is transmitted, the slave device determines that the master device is in normal operation when the first active signal is normally received. Subsequently, the slave device determines that the master device is operating normally. The control signal (J terminal: H, / PRE terminal: H) for the control module is changed to allow the data of the master device to be output as soon as the device is reset (step 626).
200 : 센서 필드
202 : 마스터 싱크노드
204 : 슬레이브 싱크노드
206 : 싱크노드용 제어모듈
208 : 게이트웨이용 제어모듈
210 : 마스터 게이트웨이
212 : 슬레이브 게이트웨이
214 : 서버200: sensor field
202: master sink node
204: slave sink node
206: control module for sink node
208: control module for gateway
210: master gateway
212: slave gateway
214: server
Claims (8)
마스터 장치와 슬레이브 장치와 제어모듈로 구성되며,
상기 제어모듈은 상기 마스터 장치 및 상기 슬레이브 장치가 제공하는 제어신호에 따라 상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치가 제공하는 데이터 중 어느 하나를 선택적으로 외부로 출력하며,
상기 마스터 장치는 활성화된 상태에서 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공함과 아울러 상기 슬레이브 장치의 동작상태를 모니터링하고 상기 슬레이브 장치가 비정상 동작하는 경우에는 리셋 신호를 상기 슬레이브 장치로 제공하며,
상기 슬레이브 장치는 비활성화 상태에서 상기 마스터 장치의 동작상태를 모니터링하고, 상기 마스터 장치가 비정상 동작하는 경우에는 활성화 상태로 진입하여 리셋 신호를 상기 마스터 장치로 제공함과 아울러 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치. In the multiplexing device of the wireless sensor network,
Consists of master device, slave device and control module,
The control module selectively outputs any one of data provided by the master device and the slave device to the outside according to control signals provided by the master device and the slave device,
The master device provides a control signal for outputting its data in an activated state to the control module, monitors an operation state of the slave device, and sends a reset signal to the slave device when the slave device is abnormally operated. Provide,
The slave device monitors an operation state of the master device in an inactive state, and when the master device is abnormally operated, enters an active state to provide a reset signal to the master device and to output its data. Apparatus for path multiplexing the wireless sensor network, characterized in that to provide to the control module.
상기 마스터 장치는 정상 동작시에 미리 정해둔 주기마다 액티브 신호를 상기 슬레이브 장치로 제공하며, 상기 슬레이브 장치로부터 액티브 신호의 수신상태에 따라 상기 슬레이브 장치의 비정상 동작상태를 판별하며,
상기 슬레이브 장치는 정상 동작시에 미리 정해둔 주기마다 액티브 신호를 상기 마스터 장치로 제공하며, 상기 마스터 장치로부터 액티브 신호의 수신상태에 따라 상기 마스터 장치의 비정상 동작상태를 판별함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치.The method of claim 1,
The master device provides an active signal to the slave device at predetermined intervals during normal operation, and determines an abnormal operation state of the slave device according to a reception state of an active signal from the slave device,
The slave device provides an active signal to the master device at predetermined intervals during a normal operation, and determines an abnormal operation state of the master device according to a reception state of the active signal from the master device. Path multiplexing device on the network.
상기 마스터 장치는,
자신이 리셋된 경우에는 비활성화 상태로 진입하여 상기 슬레이브 장치의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공함과 아울러 슬레이브 장치의 동작 상태를 모니터링하고,
상기 슬레이브 장치가 비정상 동작하는 경우에 활성화 상태로 진입하여 리셋 신호를 상기 슬레이브 장치로 제공함과 아울러 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공하며,
상기 슬레이브 장치는 비활성화된 상태에서 마스터 장치의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공함과 아울러 마스터 장치의 동작 상태를 모니터링하고,
상기 마스터 장치가 비정상 동작하는 경우에 활성화 상태로 진입하여 리셋 신호를 상기 마스터 장치로 제공함과 아울러 자신의 데이터를 출력하도록 하는 제어신호를 상기 제어모듈로 제공함을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치.The method of claim 1,
The master device comprises:
When it is reset, it enters an inactive state and provides a control signal to output the data of the slave device to the control module and monitors the operation state of the slave device.
In case of abnormal operation of the slave device, the controller enters an active state, provides a reset signal to the slave device, and provides a control signal for outputting its own data to the control module.
The slave device provides a control signal to the control module to output data of the master device in an inactive state, and monitors an operation state of the master device.
In case of abnormal operation of the master device, a path multiplexing device of a wireless sensor network, which enters an activation state, provides a reset signal to the master device, and provides a control signal to the control module to output its data. .
상기 제어모듈은,
상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치로부터의 제어신호를 입력받아 그 제어신호에 따른 선택신호를 생성하는 플립플롭과,
상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치로부터 데이터를 제공받아 상기 선택신호에 따라 두 신호 중 어느 하나를 선택 출력하는 먹스로 구성되며,
상기 선택신호는,
상기 마스터 장치가 활성화되고 상기 슬레이브 장치가 비활성화될 때에 상기 마스터 장치로부터의 데이터가 출력되고,
상기 마스터 장치가 비정상 상태이고 상기 슬레이브 장치가 활성화될 때에 상기 슬레이브 장치로부터의 데이터가 출력되고,
상기 마스터 장치가 비활성화되고 상기 슬레이브 장치가 활성화될 때에 상기 슬레이브 장치로부터의 데이터가 출력되고,
상기 마스터 장치가 활성화되고 상기 슬레이브 장치가 비정상 상태일 때에 상기 마스터 장치로부터의 데이터가 출력되도록 구성됨을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치.The method of claim 1,
The control module includes:
A flip-flop that receives a control signal from the master device and the slave device and generates a selection signal according to the control signal;
A mux configured to receive data from the master device and the slave device and selectively output one of two signals according to the selection signal,
The selection signal is,
Data from the master device is output when the master device is activated and the slave device is deactivated,
When the master device is in an abnormal state and the slave device is activated, data from the slave device is output,
When the master device is deactivated and the slave device is activated, data from the slave device is output,
And outputting data from the master device when the master device is activated and the slave device is in an abnormal state.
상기 플립플롭은 JK 플립플롭이고,
상기 마스터 장치가 제공하는 제어신호는 상기 JK 플립플롭의 K 단자와 /CLR 단자로 입력되고,
상기 슬레이브 장치가 제공하는 제어신호는 상기 JK 플립플롭의 J 단자와 /PRE 단자로 입력되며,
상기 마스터 장치가 활성화되고 상기 슬레이브 장치가 비활성화될 때에 J 단자와 K 단자와 /PRE 단자와 /CLR 단자로 입력되는 제어신호는 L,H,H,H이며,
상기 마스터 장치가 비정상 상태이고 상기 슬레이브 장치가 활성화될 때에 J 단자와 K 단자와 /PRE 단자와 /CLR 단자로 입력되는 제어신호는 H,X,L,X이며,
상기 마스터 장치가 비활성화되고 상기 슬레이브 장치가 활성화될 때에 J 단자와 K 단자와 /PRE 단자와 /CLR 단자로 입력되는 제어신호는 H,L,H,H이며,
상기 마스터 장치가 활성화되고 상기 슬레이브 장치가 비정상 상태일 때에 J 단자와 K 단자와 /PRE 단자와 /CLR 단자로 입력되는 제어신호는 X,H,X,L임을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치.The method of claim 4, wherein
The flip-flop is a JK flip-flop,
The control signal provided by the master device is input to the K terminal and / CLR terminal of the JK flip-flop,
The control signal provided by the slave device is input to the J terminal / PRE terminal of the JK flip-flop,
When the master device is activated and the slave device is deactivated, the control signals inputted to the J terminal, the K terminal, the / PRE terminal, and the / CLR terminal are L, H, H, and H.
When the master device is in an abnormal state and the slave device is activated, control signals input to the J terminal, the K terminal, the / PRE terminal, and the / CLR terminal are H, X, L, and X.
When the master device is deactivated and the slave device is activated, control signals input to the J terminal, the K terminal, the / PRE terminal, and the / CLR terminal are H, L, H, and H.
When the master device is activated and the slave device is in an abnormal state, the control signals input to the J terminal, the K terminal, the / PRE terminal, and the / CLR terminal are X, H, X, L path multiplexing in a wireless sensor network. Device.
상기 제어모듈에는
상기 플립플롭에 구동 클럭을 제공하는 오실레이터가 더 구비됨을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치. The method of claim 4, wherein
The control module
And an oscillator for providing a driving clock to the flip-flop.
상기 마스터 장치 또는 상기 슬레이브 장치는 싱크 노드이며,
상기 데이터는 상향 데이터임을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치. The method of claim 1,
The master device or the slave device is a sink node,
The data multiplexing path of the wireless sensor network, characterized in that the uplink data.
상기 마스터 장치 또는 상기 슬레이브 장치는 게이트웨이이며,
상기 데이터는 하향 데이터임을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 경로 다중화 장치.
The method of claim 1,
The master device or the slave device is a gateway,
The data multiplexing path of the wireless sensor network, characterized in that the downlink data.
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